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聚焦生物医药动态(1002~1008)

引言

关注生命科学领域突破进展,聚焦热点政策,观澜创新治疗产品行业动态,耕耘于分秒,收获于细微,做乘风破浪的生物医药人!

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国内政策发布

01


国家药监局药审中心关于公开征求《特立帕肽注射液生物类似药临床试验设计指导原则(征求意见稿)》意见的通知

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通知原文https://www.cde.org.cn/main/news/viewInfoCommon/49368c3b1f9587d2128a17c3eb4c89ad


02


国家药监局关于实施药品电子通用技术文档申报的公告(2021年第119号)

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知原文:https://www.cde.org.cn/main/news/viewInfoCommon/37948261ad6663624276532e8f194b7c








药物监管获批情况

01


显著降低多发性硬化症年复发率,新一代CD20抗体递交监管申请

近日,TG Therapeutics宣布向美国FDA提交其创新糖工程化抗CD20抗体ublituximab的生物制品许可申请(BLA),用于治疗复发型多发性硬化(RMS)患者。


02


个体化mRNA癌症疫苗步入2期临床试验,预防结直肠癌复发

10月1日,BioNTech公司宣布,与罗氏(Roche)旗下基因泰克Genentech)合作开发的个体化mRNA癌症疫苗BNT122(RO7198457),在治疗结直肠癌的2期临床试验中已完成首例患者给药。该试验计划入组约200例结直肠癌患者,以评估接受手术切除并完成辅助化疗后,使用BNT122与目前标准治疗(观察等待)相比的疗效。


03


Kite公司CAR-T疗法斩获第二项适应症,治疗成人急性淋巴细胞白血病

10月2日,吉利德科学旗下Kite公司宣布,美国FDA已批准靶向CD19的CAR-T疗法Tecartus( brexucabtagene autoleucel )扩展适应症,用于治疗复发或难治性B细胞急性淋巴细胞白血病(ALL)成人患者(18岁以上)。新闻稿指出,Tecartus是首个获批治疗成人ALL的CAR-T疗法。这些患者具有高度未竟需求,大约50%的患者接受现有疗法后会疾病复发。


04


基因疗法治疗DMD,Sarepta/罗氏启动全球性临床试验

10月4日,Sarepta Therapeutics公司宣布,将与罗氏合作在全球启动关键性临床试验,评估双方联合开发的基因疗法SRP-9001治疗杜氏肌营养不良(DMD)的效果。这一试验将在美国、欧洲和亚洲招募患者。SRP-9001是一款将编码微抗肌萎缩蛋白的转基因递送到肌肉组织,促使肌肉生成微抗肌萎缩蛋白的在研基因疗法。


05


不限癌种!创新精准疗法获FDA突破性疗法认定

10月4日,Turning Point Therapeutics宣布,美国FDA授予研激酶抑制剂(TKI)repotrectinib突破性疗法认定,用于治疗携带NTRK基因融合的晚期实体瘤患者。这些患者既往接受过一种或两种TRK酪氨酸激酶抑制剂治疗后出现疾病进展,无论是否接受过化疗,且无令人满意的替代治疗。值得一提的是,再鼎医药拥有repotrectinib在大中华区的独家开发及商业化权益。


06


阿斯利康/第一三共ADC斩获第四项突破性疗法认定,二线治疗乳腺癌

10月4日,阿斯利康(AstraZeneca)和第一三共(Daiichi Sankyo)共同宣布,美国FDA已授予靶向HER2的抗体偶联药物(ADC)Enhertu(trastuzumab deruxtecan)突破性疗法认定,用于治疗不可切除/转移性HER2阳性乳腺癌成人患者。这些患者既往接受过≥1种基于抗HER2的治疗方案。


07


喝酒脸红不怕了?利用RNAi的疗法已经完成首例患者给药

近日,专注于核糖核酸干扰(RNAi)疗法的Dicerna Pharmaceuticals宣布,DCR-AUD在1期临床试验完成首例患者给药,用于治疗酒精使用障碍(AUD)。


08


张锋联创CRISPR公司,公布体内基因编辑疗法的临床数据

近日,CRISPR领域先驱者张锋博士联创的基因组编辑公司Editas Medicine宣布,治疗Leber先天性黑蒙症10型(LCA10)基因编辑疗法EDIT-101已获得了1/2期临床试验的初步结果,包括与潜在临床获益相关的初步患者安全性和有效性评估。


09


预防COVID-19,症状风险降低77%!阿斯利康提交长效抗体鸡尾酒疗法AZD7442紧急使用授权申请

10月5日,阿斯利康宣布向FDA提交长效抗体鸡尾酒疗法AZD7442(tixagevimab+cilgavimab)的紧急使用授权申请(EUA)。如果获得FDA批准,AZD7442是第一个拿到EUA用于预防COVID-19的长效抗体鸡尾酒疗法。


10


HER2双特异性抗体联合CD47抑制剂,创新组合启动临床试验

10月5日,ZymeworksALX Oncology宣布,靶向HER2的双特异性抗体zanidatamab与CD47抑制剂evorpacept(ALX148)构成的组合疗法,在治疗晚期HER2阳性乳腺癌和其它实体瘤患者的1/2期临床试验中,已完成首例患者给药。


11


有望一次性治愈遗传疾病,Intellia第二款体内基因编辑药物进入临床

10月6日,Intellia Therapeutics公司宣布,已获得新西兰药品和医疗器械安全局(MEDSAFE)批准,启动CRISPR/Cas9候选疗法NTLA-2002的1/2期临床试验,用于治疗成人遗传性血管水肿(HAE)。新闻稿指出,这是首款进入临床开发阶段,用于治疗HAE的单剂基因组编辑疗法。


12


靶向7种KRAS突变体,新型癌症疫苗首个人体试验启动

10月6日,Elicio Therapeutics公司宣布,其治疗性疫苗ELI-002的1/2期临床试验已完成首例患者给药。该试验旨在评估ELI-002治疗接受手术切除肿瘤后,残留少数肿瘤细胞的KRAS驱动癌症患者的安全性和有效性。该试验预计招募多种携带KRAS突变的实体瘤患者,包括胰腺导管腺癌(PDAC)、结直肠癌(CRC)、非小细胞肺癌(NSCLC)和其他实体瘤。


13


诱导癌细胞凋亡,潜在“first-in-class”靶向蛋白降解剂步入临床

10月6日,Dialectic Therapeutics公司宣布,基于其专有的新型抗凋亡蛋白靶向降解技术(APTaD)构建的第一代化合物DT2216,已经完成1期临床试验首例患者给药,用于治疗复发/难治性实体瘤和血液系统恶性肿瘤


14


亿一生物向欧盟提交F-627新药上市申请

10月7日,亿帆医药公告宣布其控股子公司亿一生物( Evive Biotech)于欧洲当地时间 2021 年 9 月 30 日收到欧洲药品管理局(EMA)签发的受理函,正式确认并受理亿一生物自主研发的在研品种重组人粒细胞集落刺激因子-Fc 融合蛋白 (F-627)用于预防及治疗肿瘤患者在化疗过程中引起的嗜中性粒细胞减少症的上市许可申请(以下简称“MAA”),并进入审评程序。


15


肿瘤免疫新靶点!先声药业自研TNFR2靶向新药递交临床申请

10月8日,先声药业自主研发的抗肿瘤创新药物SIM0235(即SIM1811-03)向中国国家药品监督管理局药品审评中心(CDE)提交临床试验申请并获受理,拟用于治疗晚期实体瘤及皮肤T细胞淋巴瘤


16


第三代ER降解剂!安道药业口服乳腺癌新药在美国获批临床

近日,杭州安道药业宣布,其自主研发的口服乳腺癌新药AND019获得美国FDA的临床试验批准。这是该公司继新型贫血新药AND017于年初获FDA批准2期临床试验之后,又一款获批全球临床开发的创新在研药物。


17


皮下注射!强生CD38单抗有望近期在中国获批

中国国家药监局(NMPA)官网显示,强生(Johnson & Johnson)旗下杨森公司(Janssen)的CD38单抗达雷妥尤单抗注射液(皮下注射)上市申请已更新为:在审批,意味着该药有望近期在中国获批。公开资料显示,达雷妥尤单抗皮下注射剂型可以在大约3到5分钟内给药,与该产品静脉注射剂相比,能够将患者的给药时间从几小时缩短到几分钟。


18


国内第5款!李氏大药厂PD-L1申报上市

近日,李氏大药厂宣布,其附属公司中国肿瘤医疗有限公司已获国家药监局药审中心批准,递交抗PD-L1单克隆抗体Socazolimab治疗复发性或转移性宫颈癌的新药上市申请。Socazolimab是国内第5款申报上市的PD-L1,同时也是国内首款申报用于二线宫颈癌的PD-(L)1。



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1

2年后75%患者维持症状缓解,礼来抗IL-23抗体显示长期疗效

10月1日,礼来(Eli Lilly and Company)宣布,一项2期临床试验的最新分析显示,接受其抗IL-23抗体mirikizumab治疗的中/重度溃疡性结肠炎(UC)患者中,75%的患者在两年后维持症状缓解。


2

基因工程改造益生菌,提供1型糖尿病新治疗模式

日前,Precigen ActoBio公司公布了在研微生物疗法AG019治疗1型糖尿病(T1D)的1b/2a期临床试验的积极中期数据。AG019基于公司专有技术平台,使用基因工程改造细菌,将蛋白质和多肽递送到粘膜部位,实现治疗药物的非病毒递送。试验结果证明了AG019单药治疗,或与靶向CD3的抗体疗法teplizumab联用,均表现出令人鼓舞的代谢-免疫学应答和良好安全性,降低患者的糖化血红蛋白(HbA1c)等与长期血糖控制相关的重要指标。


3

靶向OX40,潜在“first-in-class”特应性皮炎疗法达到2期临床终点

日前,日本协和麒麟(Kyowa Kirin)和安进(Amgen)公司宣布,潜在“first-in-class”抗OX40抗体KHK4083/AMG 451在治疗中重度特应性皮炎患者的2期临床试验中达到主要终点。与安慰剂相比,16周后,接受KHK4083/AMG 451治疗的患者湿疹面积和严重程度指数(EASI)评分获得统计显著改善。


4

过半白癜风患者症状改善50%,外用JAK抑制剂公布完整3期临床结果

日前,Incyte公司公布了其外用JAK抑制剂芦可替尼乳膏(ruxolitinib,英文商品名Opzelura)在治疗12岁以上白癜风患者的关键性3期临床试验的完整结果。试验结果显示,芦可替尼乳膏在24周时显著改善患者面部的色素恢复,表现为更多患者达到症状改善至少75%。新闻稿指出,它可能成为首款帮助白癜风患者恢复皮肤色素的疗法。


5

预防老年人严重呼吸道疾病效力为80%,杨森RSV疫苗达到2b期临床终点

日前,强生(Johnson & Johnson)旗下杨森(Janssen)公司宣布,其在研呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗在65岁以上老年人中进行的2b期临床试验中达到主要和关键性次要终点。预防下呼吸道疾病效力为80%。基于这一积极结果,杨森已经启动全球性3期临床试验,将在约23000名60岁以上的成人中检验这一疫苗预防下呼吸道疾病的效果。


6

约44%胃癌患者获得缓解,创新ADC疗法步入2/3期临床试验

10月4日,安博生物(Ambrx)宣布,其中国合作伙伴新码生物医药有限公司(NovoCodex)公布了靶向HER2的抗体偶联药物(ADC)ARX788的1期临床试验积极中期数据。数据表明,在HER2阳性转移性胃/胃食管连接部(GEJ)癌症患者中,ARX788具有可耐受的安全性特征和可喜的抗癌活性。ARX788于2021年初获得美国FDA授予的孤儿药资格,用于治疗HER2阳性胃癌,包括胃食道结合部癌。两家公司近期也完成了ARX788的2/3期临床试验的首例患者给药,用于治疗HER2阳性胃癌。


7

长达5年的全面改善!儿童罕见病基因治疗临床数据积极

近日,PTC Therapeutics公司在第50届儿童神经学会年会会议上公布了PTC-AADC最新的五年分析结果,结果表明患有芳香族L-氨基酸脱羧酶缺乏症(AADC)的儿童在接受新型基因疗法PTC-AADC后很大程度上恢复了运动功能和认知技能,这些改善是持续的。


8

一次治疗完全清除实体瘤,创新TCR-T细胞设计展现抗癌潜力

10月6日,TCR2 Therapeutics公司公布了其创新T细胞受体(TCR)-T细胞疗法开发平台TRuC的最新临床前结果。实验结果显示,在TRuC-T细胞中表达IL-15融合蛋白能让T细胞具有干细胞特性,提高T细胞的增殖和存活,增强TRuC-T细胞疗法的持久性。在间皮瘤小鼠模型中,单剂IL-15增强型TRuC-T细胞在所有小鼠中清除肿瘤并且完全保护动物不受再次肿瘤植入的影响。


9

降低肠道感染复发风险80%以上,口服微生物疗法达到2期临床主要终点

日前,Vedanta Biosciences宣布,其口服在研微生物疗法VE303,在预防高危患者艰难梭菌感染复发(CDI)的一项2期临床试验中达到主要终点。试验结果表明,与安慰剂相比,VE303使高危患者复发风险降低了80%以上。该公司计划于2022年启动VE303的3期临床试验。


10

双环肽精准递送细胞毒性药物,治疗膀胱癌和卵巢癌临床结果积极

10月7日,Bicycle Therapeutics公司宣布,两款新一代双环肽偶联毒素在1期临床试验中显示积极抗癌活性。其中,靶向EphA2的双环肽偶联毒素BT5528让两名接受治疗的尿路上皮癌患者均获得部分缓解,在卵巢癌患者中达到80%的疾病控制率。


111

治疗炎症性脊柱疾病,艾伯维JAK抑制剂达到两项3期临床试验主要终点

10月7日,艾伯维(AbbVie)宣布其口服JAK抑制剂乌帕替尼(upadacitinib,英文商品名为Rinvoq),在中轴型脊柱炎(axSpA)成人患者中开展的两项3期临床试验均达到主要终点。



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01


 Cancer Cell | 胡海川团队发现“第三类”肺癌个体化治疗靶点

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2021年10月7日,来自哈佛大学医学院美国麻省总院(MGH)癌症中心胡海川博士同MGH胸部肿瘤中心诺华生物医学研究院合作,在Cancer Cell发表了题为”Three subtypes of lung cancer fibroblasts define distinct therapeutic paradigms”的论文。该研究首次系统性地阐释了肺癌中CAF广泛存在的功能性差异。同时以治疗为导向,研究者首次将肺癌CAF划分为三种功能亚型,并逐一剖析了各亚型独特的临床治疗价值

更多解读:

研究者通过对近60例肺癌临床活检组织进行培养,纯化CAF细胞,并经永生化 (immortalization) 处理,通过体外扩增,建立了一项大规模的CAF“生物库”。该CAF“生物库”在整体上覆盖了已知的各类CAF分子表型,进而可以无偏倚地对肺癌中CAF进行系统性探索。其次,与ATCC等商用细胞库不同,这些CAF细胞源自正在临床上接受治疗的患者;这使得研究者既能在实验室中检测这些CAF的药物反应,也能对比原始患者在临床中真实的转归和预后。除此之外,该CAF“生物库”还有助于直接揭示CAF异质性的成因——CAF理论研究领域的“黑洞”。


借力于该研究中患者绝大多数正在临床中接受EGFR或ALK 靶向治疗,研究者接下来以CAF对EGFR和ALK耐药的影响为切入点,挖掘CAF异质性的个体化治疗价值。研究者通过CAF-cancer共培养、癌基因和癌通路筛选等多手段联合,发现CAF往往可以导致癌细胞耐药,但在具体耐药水平、和耐药机制方面都具有广泛差异。为此,研究者模拟了456种CAF-cancer匹配情况,并从分泌组学角度测量了448项CAF分泌蛋白水平。通过以上高通量手段,研究者得出结论:CAF主要通过差异性利用HGF-MET和FGF-FGFR通路,根据其具体组合方式,在不同程度上造成EGFR/ALK耐药。同时研究者在人类的18种不同FGF配体和4种不同FGFR受体中进一步分析,发现主要是FGF7-FGFR2通路在发挥主要作用,这为后续精准药物的研发奠定了很好的基础。

至此,研究者将肺癌CAF定义为三种亚型:第I类以HGF-MET及FGF7-FGFR2为主要机制造成耐药,并可给予MET抑制剂和FGFR抑制剂以强化肿瘤治疗;第II类CAF以FGF7-FGFR2为主要机制造成耐药,并可给予FGFR抑制剂以提升肿瘤疗效;第III类CAF不造成或仅导致微弱肿瘤耐药,进而不需要进一步干预。有趣的是,第III类CAF还能增强诱导免疫细胞迁徙,并与肿瘤病灶中CD8+ T细胞丰度相关,可能会对后续免疫治疗策略的改进有帮助。


研究者随后通过RNAseq分析,并通过相关信号通路分析、转录因子分析等,验证了三种CAF功能亚型调控的机制。其中,CAF内源性TGF-β通路具有关键作用。具体而言,三种CAF分泌不同水平的TGF-β1抑制蛋白,因此通过内源性调节实现TGF-β通路不同程度的激活/抑制。

最后,研究者通过4个各自独立的临床队列,反复比照CAF功能抑或HGF/FGF7水平的临床关联,验证了三种CAF功能亚型具有预判临床预后的价值。

因此,该研究首次证明:CAF功能亚型是一种独特的个体化治疗靶点,针对患者CAF亚型辅以对应治疗策略,有望进一步提高肺癌患者的肿瘤缓解和整体疗效。


原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.ccell.2021.09.003


02


Cancer Research | 冯新华/金建平合作揭示AMBRA1调控TGF-β促癌信号的分子机制与功能

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2021年10月1日,浙江大学生命科学研究院冯新华实验室和金建平实验室联合在Cancer Research表题为AMBRA1 promotes TGF-β signaling via non-proteolytic polyubiquitylation of Smad4的研究论文,揭示了AMBRA1调控TGF-β促癌信号的分子机制与功能

更多解读:

蛋白质翻译后泛素化修饰在信号通路中具有重要功能,也是肿瘤生物学研究的重点和热点。该领域(包括冯新华实验室)过去的工作发现,泛素化修饰可以调控TGF-β家族受体和Smad蛋白的降解,主要通过HECT家族E3连接酶Smurf1/2的作用。为了进一步探索泛素化修饰对TGF-β/Smad信号通路的调控,冯新华实验室与金建平实验室开展深度合作,对DCAF (DDB1- and CUL4-associated factor) 蛋白家族进行了筛选。

金建平博士早期在美国工作时的主要发现之一,就是发现了含有“WDXR”结构域的DCAF蛋白质家族。DCAFs通常与CRL4-DDB1-Rbx1共同组成E3泛素连接酶复合物,从而对靶蛋白进行泛素化修饰,调控一系列生命活动进程。两家实验室的合作发现了DCAF3 (又称AMBRA1) 能够显著增强TGF-β/Smad信号响应。进一步机制研究表明,AMBRA1可以对TGF-β/Smad信号通路中关键因子Smad4进行K63连接的多聚泛素化修饰,从而强化Smad4和共转录因子CBP/p300的结合,提高Smad4的转录活性,进而增强TGF-β对乳腺癌肿瘤转移的促进作用。


浙大生命科学研究院刘锦泉博士和袁博博士是共同第一作者,冯新华教授和金建平教授为共同通讯作者。

原文链接:

https://cancerres.aacrjournals.org/content/81/19/5007.long


03


 NAR | 袁健/张杰揭示去泛素化酶USP37通过BLM调控DNA损伤应答的机制

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2021年10月4日,同济大学袁健教授课题组联合上海交通大学附属上海胸科医院胸外科张杰教授课题组在Nucleic Acids Research 在线发表了题为USP37 regulates DNA damage response through stabilizing and deubiquitinating BLM的研究论文。该研究发现去泛素化酶USP37通过正向调控BLM从而调控DNA损伤应答的机制

更多解读:

该研究首先通过CO-IP 实验在人类去泛素化酶库中筛选到去泛素化酶USP37与BLM发生互作。随后正反内源性IP实验同样证实了USP37与BLM发生互作。进一步的实验发现USP37能够稳定BLM的蛋白水平,并通过K48方式去泛素化BLM的泛素化水平。接下来的实验表明DNA损伤剂Cisplatin 依赖于USP37而促进BLM蛋白表达和降低BLM的泛素化水平,并且DNA损伤情况下促进了USP37与BLM发生互作。这些结果提示DNA损伤可以加强USP37和BLM之间的相互作用,从而稳定BLM。

接下来,研究者发现在DNA损伤情况下,激活ATM磷酸化USP37的丝氨酸第114位(S114)。紧接着,将S114突变为磷酸化失活型S114A,发现S114A消除了DNA损伤对USP37的磷酸化作用并且减弱了USP37与BLM的相互作用。为了进一步阐明USP37磷酸化的生物学意义,研究者在USP37稳定敲低的细胞中回补稳定表达USP37 野生型(WT)、磷酸化失活型(S114A)或模拟持续磷酸化的S114E突变体。研究者发现只有回补USP37-WT或USP37-S114E 降低BLM的泛素化水平,并且发现回补USP37-S114E,在DNA损伤与否,都能降低BLM的泛素化水平。此外,在体外泛素化实验同样发现这些结果。这些结果提示S114磷酸化增强了UPS37和BLM之间的相互作用,以及ATM对USP37的S114磷酸化促进了USP37的活性从而促进了USP37对BLM的去泛素化水平的调控。

另外,在Cisplatin刺激下,USP37稳定敲低的细胞中DNA损伤严重程度是时间依赖的,并且是通过BLM调控DNA损伤应答的。另外DNA end resection实验同样验证了USP37通过BLM促进DNA end resection,此外,超细后期桥实验(ultra-fine anaphase bridges,UFBs)和姐妹染色单体交叉互换实验(sister chromatid exchanges (SCEs)同样揭示了USP37通过BLM 调控DNA损伤应答。同样地,在USP37稳定敲低的细胞中回补USP37-WT或者USP37-S114A突变体,发现了回补USP37-WT的细胞才能降低Cisplatin诱导的DNA损伤,以及USP37-WT或者USP37-S114E促进了癌细胞对DNA损伤药物的耐药。此外,研究者在细胞实验和裸鼠实验同样证明USP37通过BLM促进乳腺癌细胞对DNA损伤药物的耐药性。最后,研究者通过oncomine等临床数据库发现USP37在人类乳腺癌病人中高表达以及在GEO数据库中发现USP37表达的增加与乳腺癌患者的低生存率显著相关。此外,在乳腺癌临床样本上同样证实了USP37和BLM在乳腺癌组织中呈高表达,且两者呈现正相关。

综上所述,该研究揭示了USP37-BLM信号轴在乳腺癌耐药中的分子机制。因此,在乳腺癌中靶向USP37可能使乳腺癌对顺铂(Cisplatin)或离子辐射(IR)治疗敏感。另外,考虑到USP37在乳腺癌中高表达,抑制USP37的小分子抑制剂具有广阔的发展前景,将USP37抑制剂与基于铂类的治疗或IR治疗的联合用药可能为乳腺癌耐药的治疗提供一定的理论基础。

同济大学医学院/附属东方医院的袁健教授和上海交通大学附属上海胸科医院张杰教授为该论文的共同通讯作者,同济大学附属东方医院吴晨明博士为论文的第一作者。

原文链接:

https://doi.org/10.1093/nar/gkab842


04


Blood | 汪旸/任仙文团队发现皮肤T细胞淋巴瘤大细胞转化的分子机制以及新型治疗靶点

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近日,北京大学第一医院皮肤科汪旸教授课题组联合北京大学生物医学前沿创新中心任仙文副研究员在Blood上发表了题为PEG10 amplification at 7q21.3 potentiates large-cell transformation in cutaneous T-cell lymphoma的研究成果,阐释了皮肤T细胞淋巴瘤发生大细胞转化的潜在分子致病机制和新型治疗靶点

更多解读:

在此项研究中,作者首先通过对发生了LCT的和未发生LCT的肿瘤期皮肤T细胞淋巴瘤肿瘤样本进行RNA测序,揭示了与LCT恶性表型相关的转录表达模式。接着通过整合转录水平的分子表达异常和基因水平的拷贝数变异推测,发现PEG10这一印记基因在LCT的标本中的特异性高表达及其与疾病不良预后之间的关系。通过DNA荧光原位杂交、甲基化质谱检测以及等位基因表达分析,作者发现PEG10所在的染色体7q21.3的扩增、PEG10启动子区低甲基化和丢失印记是导致PEG10在LCT中表达上调的重要调控机制。接下来,通过一系列体内和体外研究,作者阐明了PEG10是调控皮肤T细胞淋巴瘤LCT转录表达模式及恶性细胞表型的关键因子。PEG10能够促进皮肤T细胞淋巴瘤细胞生长优势以及对两种治疗药物(组蛋白去乙酰化酶抑制剂和蛋白酶体抑制剂)的抵抗作用。这一机制可由PEG10/KLF2/NF-κB轴介导,即PEG10通过结合KLF2基因的mRNA来抑制其稳定性,从而导致KLF2 mRNA水平下调。而下调的KLF2蛋白可以通过增强NF-κB的共激活复合体PCAF/p300和p65核内结合从而导致NF-κB转录活性的上调。最后,作者发现一种小分子化合物HLM006474可以通过抑制PEG10表达阻遏皮肤T细胞淋巴瘤细胞的生长,并与组蛋白去乙酰化酶抑制剂/蛋白酶体抑制剂产生协同性杀伤作用,有望成为晚期皮肤T细胞淋巴瘤的新型治疗手段。

综上所述,这一研究阐述了皮肤T细胞淋巴瘤大细胞转化的分子机制并且揭示了PEG10可以作为一个潜在的治疗靶点,对于人们认识并治疗皮肤T细胞淋巴瘤大细胞转化具有重要理论价值和指导意义。


北京大学第一医院博士生刘凤洁(现为中山大学孙逸仙纪念医院博士后)为论文第一作者,北京大学第一医院皮肤科汪旸教授和北京大学生物医学前沿创新中心任仙文副研究员为论文的共同通讯作者。

原文链接:

https://doi.org/10.1182/blood.2021012091


05


Cell Stem Cell  | Glia-to-Neuron重编程策略有望应用于治疗抗药性癫痫

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2021年9月29日,来自法国里昂大学Christophe Heinrich团队在Cell Stem Cell杂志在线发表了题为Reprogramming reactive glia into interneurons reduces chronic seizure activity in a mouse model of mesial temporal lobe epilepsy的研究论文。研究人员在MTLE小鼠模型中,通过共表达转录因子Ascl1和Dlx2将海马区的反应性胶质细胞重编程为GABA能神经元(iNs),有效地减少了慢性癫痫发作。这项研究揭示了胶质细胞到神经元(glia-to-neuron)的重编程可以作为一种潜在的疾病治疗策略,用以治疗顽固性癫痫。

更多解读:

作者之前的研究表明,逆转录病毒驱动的转录因子Ascl1和Dlx2的表达可以在体外指导出生后皮质星形胶质细胞的重编程,产生功能性的、带有突触的GABA能iNs【1】。那么glia-to-neuron的转换是否可以在癫痫海马脑区内实现呢?为了回答这一问题,作者构建了一种成熟的慢性MTLE-HS小鼠模型(简称MTLE-HS小鼠):该模型通过在成年小鼠海马内注射红藻酸盐(Kainite, KA)获得,重现了人类MTLE-HS的大多数病理生理性特征。研究人员首先将编码Ascl1和Dlx2的逆转录病毒在体外转导入皮质星形胶质细胞中,24 h后,将细胞移植到MTLE-HS小鼠海马的齿状回,检测其是否能在体内转化为GABA能iNs。结果显示,大约70%的Ascl1/Dlx2转导的细胞表达典型的神经元标记物NEUN,约80%的神经元具有MAP2+树突结构,说明Ascl1和Dlx2联合表达可以在体内指导胶质细胞高效生成iNs。进一步分析发现,在Ascl1/Dlx2共表达时,80%的NEUN+ iNs分化为GABA能神经元。此外,一部分NEUN+ iNs还表达了calretinin(CALB2; 30%)、somatostatin(SST; 30%),或vasoactive intestinal peptide (VIP; 40%),说明这些神经元在一定程度上有明确的中间神经元的特征。

上述结果表明在癫痫病理环境中可以实现胶质细胞到神经元的转换,作者接下来的目标是在MTLE-HS小鼠中开发一种将内源性海马胶质细胞转化为GABA能iNs的策略。作者采用Moloney鼠白血病病毒(Moloney mouse leu kemia virus)为基础的逆转录病毒特异性地靶向MTLE-HS小鼠海马中的反应性增生胶质细胞。为了将反应性海马胶质细胞重新编程为中间神经元,如图1所示,先在MTLE-HS小鼠中连续注射5天KA,随后,注射编码Ascl1和Dlx2的逆转录病毒。结果显示,Ascl1/Dlx2联合表达诱导海马神经胶质细胞高效重编程为表达未成熟神经元标记物DCX的iNs(67%的DSRED+细胞),并在7 dpi时呈现未成熟神经元形态。随着存活时间的延长,这些iNs表现出复杂的神经元形态,并延伸多个分支,在MTLE-HS小鼠海马齿状回中形成致密的纤维网络。与之前的结果一致,这些新生的iNs主要为GABA能神经元,并具有明显的中间神经元特征。因此,这些结果证明成年MTLE-HS小鼠海马中的反应性胶质细胞可以有效地转化为GABA能iNs。


随后,作者利用狂犬病病毒(RABV)介导的逆行单突触追踪技术研究了iNs在成年MTLE-HS小鼠大脑内源性网络中的突触整合情况。数据表明,iNs同时连接了海马颗粒细胞(Granule cells, GCs)的突触前和突触后,值得注意的是,iNs并没有将其轴突投射到MTLE-HS小鼠的海马外侧,这一特征与海马GABA能中间神经元一致。iNs是否具有生理功能,是否可以与GCs形成完整突触?作者采用了一种基于ChR2在iNs中选择性表达的光遗传策略:在海马反应性胶质细胞或皮质星形胶质细胞中,同时表达Ascl1/Dlx2(DsRed)和ChR2(GFP),然后移植到MTLE-HS小鼠的海马中。通过全细胞膜片钳记录结果显示,iNs能响应去极化step-current注入而产生重复动作电位,说明海马胶质细胞原位或移植星形胶质细胞衍生的iNs都具有一定的生理功能。进一步,作者在电流钳记录GCs的膜电位的同时,用短激光脉冲刺激CHR2+ iNs,证明了iNs与内源性GCs形成了突触连接,iNs在GCs上建立了功能性的GABA能突触。

那么来自海马反应性胶质细胞的iNs是否能减少疾病慢性期自发性海马癫痫的复发?如图2A所示,作者先给小鼠海马注射编码Ascl1/Dlx2的逆转录病毒或对照逆转录病毒,6-8周后,注射KA,最后记录小鼠的脑电图(EEG)活动。根据MTLE-HS模型的经典癫痫发作分析,量化了海马脑电图癫痫发作的次数和持续时间。实验结果显示,对照组MTLE-HS小鼠癫痫发作平均次数约为30次/小时,累积发作持续时间约为17分钟/小时;注射Ascl1 Dlx2的逆转录病毒MTLE-HS小鼠癫痫发作次数与时间与对照组相比较均显著下降(图2B-2E),说明Ascl1/Dlx2诱导的内源性海马胶质细胞向GABA能iNs的转化可以显著降低MTLE-HS小鼠慢性癫痫发作活性。


综上所述,研究人员通过表达Ascl1和Dlx2,成功地将内源性和移植的神经胶质细胞重编程为MTLE-HS小鼠模型中的GABA能iNs。这些iNs可以在功能上整合到癫痫网络中,并在海马GCs细胞上建立GABA能突触。GABA能iNs在疾病的慢性期显著降低MTLE-HS小鼠自发性癫痫复发活动。该研究揭示了在体内的胶质细胞到神经元的重编程是一种潜在的基于细胞的治疗策略,而对于MTLE-HS患者来说,采用有效的治疗策略控制癫痫发作是非常必要的,因此该策略为抗药性癫痫疾病患者带来了新的曙光。作者认为该研究依旧存在一些未解决的问题:(1)分化的海马反应性胶质细胞(星形胶质细胞、NG2胶质细胞或小胶质细胞)中哪些亚型转化为了iNs,不同的细胞来源是否影响重编程结果;(2)反应性胶质细胞的重编程是否会导致微环境的重塑,从而对组织稳态产生有利或不利的结果;(3)胶质细胞群是否主要通过胶质细胞增殖的稳态控制来维持;(4)在未来的临床应用中,需要设计无创的基因重编程递送方式。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.09.002

参考文献:

[1] Heinrich, C., et al. (2011a). Generation of subtype-specific neurons from postnatal astroglia of the mouse cerebral cortex. Nat. Protoc. 6, 214-228.


06


Nat Commun | 秦成峰/王祥喜/王慧团队合作建立新冠肺炎重症模型,揭示新冠病毒跨种感染分子机制

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近日,军事科学院军事医学研究院秦成峰/王慧团队联合中科院生物物理所王祥喜团队在Nature Communications发表题为Characterization and structural basis of a lethal mouse-adapted SARS-CoV-2的研究论文,成功获得了一株可对小鼠高度致死的强毒株MASCp36,建立了可模拟新冠肺炎重症的小动物模型,并从结构学角度揭示了新冠病毒跨越种属屏障从人感染小鼠的分子机制【1】。

更多解读:

研究人员利用前期获得的鼠适应株MASCp6,进一步通过30次连续传代,最终获得可导致100%小鼠死亡的强毒株MASCp36。MASCp36经滴鼻途径感染小鼠后,可在气管及肺组织中高效复制,II型肺泡细胞(AT2)作为其主要靶细胞。更为重要的是,MASCp36感染后第四天能够诱发坏死性肺炎与广泛弥散性肺泡损伤;肺病理切片中能观察到上皮细胞脱落、多核细胞、透明膜及包涵体等典型病变,与临床尸检病理保持一致。此外,在感染后7天发现小鼠肺动脉壁中胶原蛋白的沉积、肺泡壁增厚等病症导致纤维化。除了肺损伤之外,脾脏与肾脏也出现不同程度的损伤。

尤其值得关注的是,MASCp36的致病性与小鼠的性别和年龄密切相关,雄性、老年小鼠更为易感,其中雄性老年Balb/C小鼠的半数致死剂量仅为120 PFU(图1)。肺组织转录组及多重免疫荧光染色结果显示,年轻小鼠感染病毒后可迅速上调巨噬细胞与中性粒细胞比例,诱导大量ISGs的产生,而老年小鼠肺部募集免疫细胞更为迟缓,诱导细胞因子、淋巴细胞活化、炎症反应等,提示机体抗病毒免疫应答速度与肺损伤进展密切相关。

高通量测序发现,致死株MASCp36在连续传代过程中供累积产生了12个氨基酸突变,其中3个位点(K417N、Q493H与N501Y)位于S蛋白受体结合区(RBD)。SPR亲和力分析显示,MASCp36病毒的RBD与鼠源ACE2亲和力显著增加,而与人源ACE2亲和力明显降低。进一步通过冷冻电镜(cryo-EM)分别解析出了鼠适应株RBD与鼠源ACE2的高分辨结构。结果发现致死株MASCp36的RBD与鼠源ACE2可形成稳定结合的致密结构,与野生型病毒RBD与人源ACE2的结构高度类似。其中N501Y突变可与鼠ACE2的H352/Y41位点形成疏水区域,Q493H与鼠ACE2的N31/E35形成疏水的盐桥及氢键结合,K417N突变可与鼠ACE2的N30/Q34形成新的氢键结合,这三个位点共同作用使其与鼠源ACE2亲和力大为增加;而K417N突变破坏了与人ACE2中D30原有的盐桥,使其与人ACE2的结合力显著降低。

值得一提的是,新冠病毒小鼠传代适应过程中出现的关键突变同样反复出现在人类变异株中,呈现明显的趋同进化趋势【2】。尤其是S蛋白中3个关键氨基酸突变,更是与高度关注的变异株(VOC)高度重合。阿尔法(Alpha)、贝塔(Beta)和伽马(Gama)变异株均携带N501Y突变,德尔塔(Delta)变异株携带了K417N突变,其中贝塔变异株更是携带了K417N和N501Y两个与MASCp36一致的突变。最近,秦成峰团队也证实,临床分离的贝塔变异株与我国早期分离株不同,在进化过程中获得了感染小鼠的能力,并可导致间质性肺炎等病理损伤【3】。鉴于越来越多的动物体内检测到新冠病毒,新冠病毒在野外和家养动物中的感染和传播,尤其是变异情况,需要高度关注。

综上所述,基于致死株MASCp36的小鼠模型能够利用标准实验小鼠(如BALB/c、C57BL/6等)模拟新冠病毒感染及其所致重症临床表现,炎症反应及年龄/性别偏向性与人类疾病疾病高度类似,为疫苗、药物评价及致病机制研究提供了重要工具。更重要的是,该研究揭示了决定新冠病毒跨种传播的关键突变位点及其作用机制,为深刻理解新冠病毒在自然界中的出现和消亡提供了新的线索。


军事科学院军事医学研究院孙世惠、谷宏静、陈奇、叶青、杨冠、李睿婷、范航,中科院生物物理所曹磊为论文并列第一作者。军事科学院军事医学研究院秦成峰、王慧研究员和中科院生物物理所王祥喜研究员为论文的共同通讯作者。清华大学王新泉研究员、中国疾控中心谭文杰研究员、国家蛋白质科学中心(北京)杨晓研究员为本文做出重要贡献。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25903-x

参考文献:

[1]. Sun, S, et al. Characterization and structural basis of a lethal mouse-adapted SARS-CoV-2. Nat Commun. 12(1):5654 (2021)

[2]. Zhou, HY, et al. Convergent evolution of SARS-CoV-2 in human and animals. Protein Cell. 2021 Apr 30:1-4.

[3]. Chen, Q, et al. Transient acquisition of cross-species infectivity in the evolution of SARS-CoV-2. Natl Sci Rev. (2021)


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Adv Sci | 付彩云团队发现内质网应激和c-Myc降解介导的抗神经激肽-1受体药物治疗结直肠癌的新机制

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2021年10月3日,浙江理工大学生命科学与医药学院付彩云教授课题组在国际知名期刊Advanced Science杂志在线发表了题为A novel mechanism of endoplasmic reticulum stress- and c-Myc-degradation-mediated therapeutic benefits of anti-neurokinin-1 receptor drugs in colorectal cancer研究论文。该论文发现临床用来治疗化疗后恶心和呕吐的神经激肽受体1(NK-1R)拮抗剂在体外和体内均能诱导结直肠癌细胞发生凋亡,其分子机制是通过内质网应激、ERK信号失活以及下游c-Myc蛋白降解来介导的,且PERK-eIF2α-ATF4-CHOP内质网应激信号轴激活介导细胞毒性的新机制有助于增强结直肠癌细胞的化疗敏感性和逆转化疗耐药性

更多解读:

在该项工作中,研究人员首先发现NK-1R在结直肠癌患者肿瘤组织切片及结直肠癌细胞系中均显著高表达,用NK-1R拮抗剂SR140333和阿瑞匹坦靶向阻断NK-1R,在体内外显著抑制了结直肠癌细胞增殖并诱导细胞凋亡,该凋亡诱导作用是通过内质网钙释放和PERK-ATF4-CHOP内质网应激信号通路的激活,随后抑制ERK-c-Myc信号转导而介导的。更为重要的是,阻断NK-1R增加了结直肠癌细胞对化疗药物的敏感性,并通过诱导内质网应激和抑制ERK-c-Myc信号通路在体外和体内克服对化疗药物的耐药性。总之,该论文揭示了GPCR家族成员NK-1R在介导细胞凋亡过程中的新机制,拓展了人们对靶向NK-1R介导的GPCR信号通路下游分子事件的认识,发掘了NK-1R为结肠癌诊治新靶点、以及NK-1R拮抗剂阿瑞匹坦老药新用在结直肠癌治疗中的新用途,促进了合理设计临床实验来检测阿瑞匹坦等NK-1R拮抗剂在结直肠癌治疗中的效果,特别是在化疗耐药的结直肠癌患者中的用途。

该发现拓展了人们对NK-1R介导的GPCR信号转导下游分子事件的认识,为结直肠癌的诊治提供了新靶点和新药物,也为临床通过将阿瑞匹坦老药新用来惠及结直肠癌新发及复发耐药的患者提供了坚实的理论基础。


据悉,浙江理工大学生命科学与医药学院付彩云教授为文本通讯作者。付彩云教授指导的硕士研究生施越(2015级硕士,目前在西湖大学攻读博士学位)、解放军第九〇三医院王喜主任、付彩云教授指导的硕士研究生蒙月明和马俊杰为本文共同第一作者。本研究还得到了Peter MacCallum Cancer Centre的Jian Kang博士,Karolinska Institute的Yihai Cao教授的大力支持。

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202101936


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Nat Biotechnol | 刘如谦团队改造Prime editing向导RNA(pegRNAs)有效提升精准编辑效率

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2021年10月4日,美国哈佛大学David Liu实验室在Nature Biotechnology杂志上发表了题为Engineered pegRNAs improve prime editing efficiency的论文。文章指出,pegRNAs的3’末端易降解,会明显干扰引导编辑的效率。研究发现,在3’末端添加结构性RNA基序可增加pegRNAs的稳定性,改造后的pegRNAs(epegRNAs)可显著提升引导编辑的效率。此外,研究者还开发出一种计算工具pegLIT用于指导epegRNAs的设计和优化,并在多种致病位点处证实了epegRNAs用于基因治疗的巨大潜力。

更多解读:

传统sgRNAs因Cas9的保护而处于稳定状态。与sgRNAs相比,pegRNAs的3’端序列增加了引物结合位点(PBS)和逆转录模板(RT模板)两段序列。过长的3’末端容易被核酸外切酶识别并降解,这会干扰引导编辑(PE)的编辑效率,因此需要进一步优化。

研究者推测,3’末端添加结构性RNA基序或可抵抗外切核酸酶的降解,从而增加pegRNAs的稳定性。为此,研究者选用两种具特定三级结构的RNA基序开展验证实验,这两种RNA基序分别为evopreQ1(天然存在的最小型RNA基序之一)和mpknot(MMLV逆转录酶的内源性模板,或有助于富集MMLV-nCas9融合蛋白)。研究者还在pegRNAs和evopreQ1/mpknot基序之间添加长度为8bp的衔接序列以降低3’末端序列对pegRNA功能的干扰。结果显示,改造后的pegRNAs(epegRNAs)能有效提高精准基因编辑效率,而且衔接序列在一定程度上有助于改善其活性。研究者还在K562、U2OS和HeLa等多种细胞系中证实了epegRNAs对精准基因编辑的提升效果。此外,epegRNAs的脱靶风险并无明显增加,依然保持与pegRNAs类似的安全性。

随后研究者通过机制研究证实,epegRNAs的确可以增加RNA的稳定性,并改善MMLV-nCas9融合蛋白的逆转录效果,这是epegRNAs较普通pegRNAs更为有效的关键。更进一步的优化研究指出,evopreQ1/mpknot基序的修整(减少5bp)并不影响epegRNAs的效率,对sgRNA骨架的改造也有助于进一步提升epegRNAs的编辑效率。此外,考虑到RNA衔接序列的功能常具有序列特异性,研究者还开发出一种计算工具pegLIT用于epegRNAs中衔接序列的设计与优化。

研究者还指出,在致病位点的修复中,epegRNAs的效果也明显优于pegRNAs。此外,传统pegRNAs的设计过程中,常需要对3’末端的引物结合位点(PBS)和逆转录模板(RT模板)两段序列进行优化和筛选。而在致病位点的修复过程中,按照基本规则设计的epegRNAs便具备优良的精准编辑效果,这让引导编辑的设计和应用更加便捷。

本研究对pegRNAs影响引导编辑(PE)的机制进行了综合分析,并通过改造3’末端有效提升了引导编辑(PE)的精准编辑效率。优化后的epegRNAs在编辑效率和设计的便捷性上均有明显的改善,且在安全性方面保持稳定。综上可知,本研究对引导编辑的未来应用,特别是在基因治疗中的应用有重要的推动作用。

原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41587-021-01039-7


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Sci Adv | 宋海/沈立课题组发现小细胞肺癌肿瘤内异质性及耐药性建立的新机制

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2021年10月2日,来自浙江大学生命科学研究院宋海课题组与沈立课题组合作在Science Advances上发表了题为YAP drives fate conversion and chemoresistance of small cell lung cancer的文章,对小细胞肺癌肿瘤内异质性和耐药性的产生的机制进行了深入的探索,为治疗小细胞肺癌提供了新的理论依据

更多解读:

在多种肿瘤中,Hippo通路的共转录激活因子YAP/TAZ的表达上调或被激活,进而促进肿瘤的发生与发展。然而在小细胞肺癌中,90%以上的肿瘤样本或神经内分泌样肿瘤细胞系中均检测不到YAP/TAZ 的表达,且YAP/TAZ 表达水平与神经内分泌标记物的表达成负相关。为了揭示YAP在小细胞肺癌中的作用,研究人员利用单细胞测序和免疫组织化学等方法对肺神经内分泌细胞特异敲除p53、Rb及Pten的小鼠小细胞肺癌动物模型进行分析,发现小细胞肺癌起始时所有的肿瘤细胞均呈现神经内分泌性质。然而,随着肿瘤的发展,YAP阳性、HES1阳性以及CC10阳性的Non-NE肿瘤细胞逐渐出现,比例随着肿瘤的进展而增加。进一步,研究人员构建了受四环素诱导YAP表达的小鼠小细胞肺癌动物模型,发现在小细胞肺癌细胞中激活YAP显著抑制小细胞肺癌的神经内分泌样基因表达,并促使NE肿瘤细胞转分化为Non-NE肿瘤细胞。在对该现象的机理研究中,研究人员发现小细胞肺癌中YAP的表达能显著的激活NOTCH信号通路。之前的报道表明小细胞肺癌中NOTCH信号通路的激活能促进神经限制性沉默因子REST/NRSF的表达,进而抑制神经样基因的表达。然而在该文章中,作者发现YAP不仅可以通过激活NOTCH信号通路抑制小细胞肺癌的神经内分泌性质,也可以直接激活REST/NRSF的表达进而抑制小细胞肺癌的神经内分泌性质,促使NE细胞转分化为Non-NE细胞。

同时,研究人员还发现YAP激活的肿瘤细胞对化疗药物Cisplatin和Etoposide产生了明显的耐药性。在耐药性的研究中,研究人员发现Non-NE肿瘤细胞较于NE肿瘤细胞对于化疗药物具有更强的耐药性。深入的探索发现,该差异是由化疗药物处理后两类细胞发生不同的死亡方式所造成的。Non-NE肿瘤细胞在化疗药物处理后发生经典的凋亡,而NE肿瘤细胞发生GSDME所介导的细胞焦亡。进一步的研究表明,小细胞肺癌中YAP的激活能明显抑制GSDME的表达,从而抑制焦亡发生进而使小细胞肺癌具有更强的耐药性。


综上所述,该研究揭示了YAP/TAZ的激活以及与NOTCH信号通路互作在小细胞肺癌肿瘤内异质性及耐药性建立的调控机制。尽管该研究揭示了YAP在小细胞肺癌中的一部分功能,但是还有很多问题亟待解决。例如,YAP在小细胞肺癌发展过程中是如何从无到有被表达出来的;化疗药物是如何诱导YAP的表达;NE与Non-NE肿瘤细胞之间如何相互转分化及互作的,这些问题的解决将加深对YAP在小细胞肺癌中作用的理解。

浙江大学生命科学研究院博士后吴庆哲、博士生郭晶鑫和刘聿宁为文章的共同第一作者,宋海和沈立教授为共同通讯作者。

原文链接:

http://doi.org/10.1126/sciadv.abg1850


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Cell Stem Cell | 利用iPSC技术重现体内适应性NK细胞以增强抗肿瘤免疫治疗

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2021年9月14日,来自美国明尼苏达大学医学系Frank Cichocki团队和Jeffrey S. Miller团队在Cell Stem Cell杂志上合作发表了一篇题为Harnessing features of adaptive NK cells to generate iPSC-derived NK cells for enhanced immunotherapy的文章,该团队报告了一项三基因编辑的iNK细胞产品,这种iADAPT NK即使在没有外源性细胞因子的情况下也能在体内持续存在并发挥作用,并且可以与治疗性抗体结合以增强肿瘤靶向性

更多解读:

来自巨细胞病毒血清阳性供体的适应性NK细胞亚群表现出低水平的CD38,高水平的NAD+以及更高的抗氧化应激能力。基于此,一方面可以通过在转导hnCD16的iPSC中敲除CD38来设计iNK细胞(hnCD16/CD38KO iNK)以获得代谢增益效果,同时也能避免由治疗性抗CD38抗体达雷木单抗介导的NK细胞“自相残杀”行为。为了更深入地了解与iNK细胞中CD38敲除相关的代谢效应,该团队使用质谱法对扩增外周血NK细胞、hnCD16 iNK细胞和hnCD16/CD38 KO iNK细胞的主要代谢物进行了全面评估,CD38的敲除主要影响了糖酵解和半胱氨酸代谢,且引起细胞内半胱氨酸-谷胱甘肽二硫化物 (L-CySSG) 的水平升高,提示这些细胞对氧化应激的抵抗力得到增强。

IL-15对于NK细胞的存活而言必不可少。因此,IL-15/IL-15R融合蛋白的转基因表达或许可以提高增强iNK细胞功能和持久性的信号。为了证明这一想法,该团队用膜结合的IL-15/IL-15R 融合分子 (IL-15RF) 转导 hnCD16/CD38KO iPSCs,并按NK细胞谱系分化以生成hnCD16/CD38KO/IL-15RF iNK细胞。通过RNA-seq和GO分析,许多编码决定NK细胞活化和效应子功能的基因在 hnCD16/CD38KO/IL-15RF iNK细胞和适应性NK细胞中被高度诱导,而在 hnCD16/CD38KO/IL-15RF iNK 细胞中上调和下调的基因与适应性NK细胞遵循相似的模式。考虑到两者之间的代谢和转录相似性,该团队将这些iNK细胞命名为“iADAPT”NK 细胞。

接下来,该团队在不存在外源性细胞因子的情况下,对外周血NK细胞和iADAPT NK细胞实行连续杀伤能力检测,其中只有iADAPT NK细胞在多轮杀伤之后仍保持增强的细胞毒性功能。此外,iADAPT NK细胞与达雷木单抗组合使用可以引起多发性骨髓瘤(MM)原代细胞群体最大幅度的减少,而单独使用iADAPT NK细胞或与达雷木单抗和全反式视黄酸(ATRA)联合使用能显着改善对人早幼粒白血病细胞(HL-60细胞株)的杀伤能力,具备治疗急性髓细胞性白血病(AML)的潜力。值得注意的是,这种效力并非只存在于体外。如果在免疫缺陷小鼠中分别注射外周血NK细胞和iADAPT NK细胞,前者在血液中的含量会迅速下降,而后者直至最后注射的43天才会显着降低但仍处于可检测水平。验证了iADAPT NK细胞在体内存活的持久性之后,该团队进一步在免疫缺陷小鼠中构建AML和MM模型,在没有外源性细胞因子支持的条件下,iADAPT NK细胞仍能介导强大持久的体内抗肿瘤活性,强调了这种单独使用或与达雷木单抗联合使用的有效抗肿瘤治疗策略。

总的来说,这项研究表明免疫系统的独特子集(此处为适应性NK细胞)可以通过iPSC技术重现,同时,通过异种过继转移实验表明,相对于具有不完整基因修饰的 iNK细胞,iADAPT NK细胞作为单一疗法或联合达雷木单抗可介导显著的肿瘤控制作用。另外,此处提供的临床前数据支持在FDA批准的 I 期临床试验中对iADAPT NK细胞进行进一步测试,以为晚期癌症患者提供治疗机会(https://ClinicalTrials.gov: NCT04614636)。


原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.08.013


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STM | 基于结构导向设计的高活性、高选择性的WDR5降解剂有效抑制AML

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2021年9月29日,美国西奈山伊坎医学院Jian Jin课题组和北卡罗来纳大学教堂山分校Gang Greg Wang课题组在Science Translational Medicine发表了题为A selective WDR5 degrader inhibits acute myeloid leukemia in patient-derived mouse models 的研究性论文(Jian Jin教授和Gang Greg Wang教授为共同通讯作者,余旭芬博士、李东旭博士和Jithesh Kottur博士为共同第一作者)。该论文研究结果显示,利用PROTAC技术并结合结构导向设计(Structure-based design)发现的WDR5 降解剂MS67,能够高效、选择性地降解WDR5,并在体外实验中有效地抑制MLL-r AML以及胰腺导管腺癌(PDAC)细胞系的生长,且在血液瘤(AML)异种移植动物模型和患者源性异种移植血液瘤模型(PDX)中也能显著地抑制肿瘤生长,而其母体小分子抑制剂OICR-9429则不具有肿瘤抗增殖活性,表明WDR5降解剂MS67可能为治疗急性骨髓性白血病提供一种潜在的极具吸引力的治疗策略

更多解读:

首先,作者选定小分子抑制剂OICR-9429作为WDR5的配体,通过不同性质与长度的链,连接VHL-1和Pomalidomide两种类型E3连接酶配体。经过初步生物活性评估,作者发现MS33在MV4;11细胞中能够较好地降解WDR5。深入分析发现MS33只能以中等活性降解MLL-r AML细胞系中WDR5的表达水平,且在高浓度区域出现“钩子效应”(hook effect),并且MS33在胰腺导管腺癌(PDAC)细胞系中没有降解能力。

为了进一步优化设计WDR5降解剂,作者解析出具有高分辨率的三元复合物WDR5-MS33-VCB的单晶结构(1.7Å),经过结构分析,作者认为进一步缩短MS33连接链的长度可以拉近WDR5和VHL 之间的距离,增加WDR5蛋白和VHL蛋白之间, WDR5与VHL配体以及VHL与WDR5配体之间的相互作用;另一方面,同时提高WDR5和VHL配体的结合亲和力可以进一步增加三元复合物的稳定性。通过观察WDR5-MS33-VCB的晶体结构,作者发现在MS33分子结构哌啶环引入两个甲基可以进一步占据WDR5的疏水区,增强WDR5与配体间的疏水作用;上端苯环引入F原子取代基也可以增强其与WDR5蛋白残基Phe133和Tyr191的相互作用;文献报道VHL-1-Me比VHL-1具有更高的结合VHL蛋白的能力。因此,基于这些结构信息,作者设计和筛选出更高活性的WDR5降解剂MS67,同时也成功地解析出WDR5-MS67-VCB的单晶结构(2.1Å)。通过等温滴定量热(ITC)实验,进一步证明较之MS33 (Kd = 520 nM; α= 1.66),MS67更能有效地形成稳定的三元复合物 (Kd = 52 nM,  α= 2.74)。

相比较MS33, MS67不仅可以更高效率地降解MLL-r AML细胞系中的WDR5 (MV4;11, DC50 = 3.7 nM,效率大约是MS33的70倍),也能有效地降低PDAC细胞系中的WDR5蛋白水平。机制实验证明了MS33和MS67这两种降解剂诱导WDR5的降解是与VHL依赖性泛素蛋白酶系统有关,并且washout实验证明此降解过程是可逆的。基于质谱的蛋白质组学研究表明,MS67具有极高的选择性,在鉴定的4000多个蛋白中,仅有WDR5被降解;另外作者还考察了MS67对22个甲基转移酶,45种激酶和44种GPCR, Transporters以及离子通道等,MS67仅显示出对Sigma2有微摩尔级别的抑制活性。同时,作者通过分析晶体结构和残基变异实验进一步确认出对MS67降解活性影响颇大的蛋白残基Asp172和Tyr191。

综合分析MIA PaCa-2和MV4;11两组细胞系的RNA-seq实验,结果表明MS67诱导降解WDR5与基因敲低WDR5引起的基因表达变化(DEGs)是一致的。MS67不仅能够降解WDR5,还会引起其相互作用蛋白从染色质上解离,比如MLL-C, RBBP5, Menin和c-MYC等组分,同时还能有效抑制H3K4的甲基化水平,以及抑制WDR5靶基因(如RPS10, RPL11和CSNK1E等)的表达,而小分子抑制剂OICR-9429和MS67阴性对照化合物MS67N对此则无显著影响,从而体现出降解剂MS67的明显优势。

接下来,作者评估了MS67对AML和PDAC细胞系抗增殖能力,发现MS67对MLL-r AML细胞系很敏感,低纳摩尔浓度就能高效地抑制细胞增殖;相反,对于不包含MLL-r的细胞系则没有明显抑制作用;而且MS67对于难以攻克的PDAC细胞系也有很好的细胞增殖抑制活性,并能有效阻断其细胞周期和诱导细胞凋亡。母体小分子OICR-9429和阴性对照MS67N则没有活性。在此基础上,他们测试了MS67的体内药代动力学(PK),通过小鼠腹腔给药,MS67可以实现持续的体内高浓度暴露,且在12小时之后的暴露浓度(0.5 nM)还远高于MV4;11的GI50 (15 nM)。以此为基准,作者开展了血液瘤(AML)异种移植和患者源性异种移植血液瘤(PDX)两种动物模型实验来探索MS67体内实验效果。在这两种模型中,MS67都能够很好地抑制肿瘤的生长,延长小鼠生存率;同时,小鼠对于MS67 的耐受性良好,无体重减轻等副作用发生。值得一提的是在药效动力学(PD)实验中,小分子OICR-9429在血清和肿瘤样品的浓度要远远高于MS67的浓度,但OICR-9429对动物模型中的肿瘤生长没有抑制作用,进一步证实MS67作为WDR5降解剂的抗肿瘤生长能力优于其母体小分子抑制剂OICR-9429。


综上所述,该研究小组利用PROTAC技术和晶体结构导向设计,发现了新型高效高选择性的WDR5降解剂MS67。MS67可以有效地降解WDR5蛋白水平,从而调控WDR5靶基因表达,抑制细胞增殖达到抗肿瘤效果,这为后续开发治疗MLL-r急性白血病提供新策略奠定了基础。

原文链接:

https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.abj1578


12


Cell Stem Cell | 成骨细胞可通过含tiRNA的细胞外囊泡联系造血细胞以应对应激反应

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2021年9月21日,来自美国麻省综合医院David T. Scadden团队在Cell Stem Cell杂志上发表了一篇题为 tiRNA signaling occurs via stress-regulated vesicle transfer in the hematopoietic niche的文章,这项研究证明特定的间质细胞通过EVs将特定tiRNA直接转移到粒单系造血祖细胞,作为一种不同于传统配体-受体模式的细胞通讯方式,同时也作为一种增强髓样细胞生成和宿主防御的细胞因子非依赖性手段。

更多解读:

该团队首先通过携带GFP的骨髓中特定细胞类型标记基因的报告小鼠模型,并利用流式细胞术、透射电子显微镜和纳米粒子追踪分析等方法确认了骨髓中的成骨细胞可以在体内通过EVs将蛋白和RNA传递至造血细胞。考虑到骨髓间充质细胞(bone marrow mesenchymal cells, BMMSs)在HSPCs功能调节中的作用,那么这种作用是否可能由BMMSs衍生的EVs来实现呢?为了验证这个想法,该团队将GFP摄取情况作为EVs摄取的指标,检查了髓系祖细胞、粒-巨噬细胞祖细胞(granulocyte macrophage progenitors, GMPs)、淋巴祖细胞等HSPCs群体,其中,GMPs优先摄取成骨细胞衍生的EVs。同时,该团队检测在三种应激状态(低剂量γ辐射、5FU基因毒性和白色念珠菌感染)对EVs向GMPs转移的影响,GFP摄取频率在GMPs中选择性增加约1.5至2.0倍,而其他细胞群在暴露于三种应激条件后的12小时内并未增加,进一步强调GMPs是HSPCs中最主要的成骨细胞源性EVs的受体细胞。

EVs中通常富含蛋白质、脂质和核酸等物质,而mRNA和sncRNA最为丰富。该团队通过RNA-seq评估成骨细胞衍生的EVs和GFP+ GMPs中的sncRNAs情况,在EVs中tRNA占约85%,而GFP+ GMPs相对于GFP- GMPs而言,tENA含量也高出2倍以上,GMPs和成骨细胞的体外共培养也证实了tiRNA的转移。此外,GSEA分析表明GFP+ GMPs中核糖体和蛋白质翻译相关基因明显上调。与通路分析结果一致,向小鼠注射OPP进行体内蛋白质翻译测定【1】也显示蛋白质合成速率显着增加,而这种增加与细胞周期速率增加相关,尤其是S/G2M 阶段的频率。若将合成的tiRNA转染到原代小鼠GMPs 24小时后评估蛋白翻译和细胞周期,仅5’-ti-Pro-CGG-1和5’-ti-Cys-GCA-27显着提高了细胞中的蛋白质翻译率和S/G2M阶段频率,提示成骨细胞EVs中特定的tiRNA可以增强蛋白质翻译和细胞增殖。

由于没有有效的方法来特异性抑制或增强体内成骨细胞的EVs转移,为了验证EVs在体内的转移效用,该团队通过向小鼠注射间歇性重组甲状旁腺激素(iPTH)等方法【2】来增加成骨细胞数量,同时测量了EVs的转移量及其对基于骨髓的免疫反应的影响。当受到致死剂量的白色念珠菌攻击时,小鼠表现出骨髓细胞反应的持续增加,存活率也显著提高。


总的来说,这项研究确定了一种非常规的机制,即骨髓中的成骨细胞可以通过EVs与造血祖细胞发生联系,其中的tiRNA提供了一种与传统细胞因子所驱动的应激反应不同的调节信号轴,以促进粒-巨噬细胞祖细胞中蛋白质的翻译、细胞增殖和最终分化。这种独特形式的应激调节通讯方式,可能改变生物体的生理状态以应对包括感染在内的挑战。

原文链接:

https://doi.org/10.1016/j.stem.2021.08.014

参考文献:

1. Liu, J., Xu, Y., Stoleru, D., and Salic, A. (2012). Imaging protein synthesis in cells and tissues with an alkyne analog of puromycin. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 413–418.

2. Silva, B.C., Costa, A.G., Cusano, N.E., Kousteni, S., and Bilezikian, J.P. (2011). Catabolic and anabolic actions of parathyroid hormone on the skeleton. J. Endocrinol. Invest. 34, 801–810.


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资料整理:世界杯开户网站医药综合办公室

文章来源:公开信息搜集